本发明涉及超导,尤其涉及一种无绝缘线圈的电压引线布置方法及线圈。
背景技术:
1、无绝缘线圈由mit的hahn等人首次提出,将传统的线圈匝间的绝缘取消掉,由于超导材料是零电阻的,而匝间的金属界面间相对超导材料有较高的电阻,因此电流最终仍会以环向的方向进行流动。在无绝缘线圈中,如果带材有缺陷点,或者在失超时产生了局部热点,电流可以经匝间绕过缺陷点或热点进行流动,从而不会引起热量聚集,另外,由于取消了绝缘材料,带材与金属间的导热性会更好,能够将热量及时带走从而不会诱发更大规模的失超,并且能将线圈的尺寸缩小,极大地提高了无绝缘线圈的工程电流密度。因此,无绝缘线圈能够实现高电流密度的同时还具有良好的稳定性,在诸多强磁场应用中有广泛的前景。
2、在无绝缘线圈的测试技术中,会使用到许多传感器,用于监测线圈是否失超,其中电压传感器是典型的传感器,当超导材料失超后,会成为常规导体并具有电阻特性,导体上会出现不为零的电压,是检测失超的最有效的手段。在电压传感器中,目前常规的方式是在带材表面或带材侧面焊接电压引线,电压引线一般采用金属线或金属探针,如铜线、锰铜线、磷青铜线、铜探针等。为了能够更准确地了解线圈的运行状况,往往需要对线圈布置多个分布式的电压传感器,特别是无绝缘线圈,在出现匝间分流时,局部的电压或许会出现变化,仅靠线圈最外匝的电压引线是无法检测的。jeseok bang等人提出了一种将电压引线直接焊接在饼式线圈的上表面(即带材侧面)的方法,但是,这种方法对固定的工艺要求较高,如采用焊接会改变匝间电阻,如采用普通胶带固定则会使引线容易断路。
3、因此,提出一种无绝缘线圈的电压引线布置方法及线圈,通过在线圈绕制的过程中在匝间插入箔片状的导体,实现在极微弱改变线圈几何的状态下实现电压的测量,是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种无绝缘线圈的电压引线布置方法及线圈,能够解决现有技术中存在的问题。
2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、一种无绝缘线圈的电压引线布置方法,包括以下步骤:
4、s1、获取超导带材和箔片式电压传感器;
5、s2、利用超导带材绕制无绝缘线圈;
6、s3、将箔片式电压传感器插入s2中正在绕制的无绝缘线圈的超导带材之间,得到布置了箔片式电压传感器的无绝缘线圈。
7、上述的方法,可选的,s1中的超导带材采用rebco超导带材,箔片式电压传感器采用导电箔片。
8、上述的方法,可选的,s2中的:无绝缘线圈为无绝缘的饼式线圈。
9、上述的方法,可选的,s3的具体内容包括:
10、s31、从第1匝起,绕制到第n匝时将箔片式电压传感器插入,依靠两匝之间的超导带材挤压将箔片式电压传感器固定在第n匝与n-1匝之间;
11、s32、重复s31,继续绕制下一个预设电压引线点的位置;使得预设个数的箔片式电压传感器都靠相邻两匝之间的挤压固定。
12、上述的方法,可选的,预设电压引线点的位置,即箔片式电压传感器的放置位置的判断根据无绝缘线圈的几何形状来决定,具体包括以下内容:
13、无绝缘线圈为圆形线圈,为轴对称,箔片式电压传感器放置位置无限制;
14、无绝缘线圈为跑道型线圈或d型线圈,则在直线段和弯曲段分别放置箔片式电压传感器,以探究不同位置的电压信号变化。
15、上述的方法,可选的,箔片式电压传感器选用石墨。
16、一种利用上述任一项所述方法获得的带有电压引线的无绝缘线圈,包括由超导带材绕制而成的无绝缘线圈,无绝缘线圈的超导带材之间设置有箔片式电压传感器。
17、经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开了一种无绝缘线圈的电压引线布置方法及线圈,具有以下有益效果:将高强度、极低厚度的导电箔片在线圈绕制时插入匝间,依靠相邻两匝的挤压进行固定,传统的电压引线只能依靠焊锡焊接在带材表面,无法在线圈内部进行布置,而这种箔片式的电压引线依靠压力接触的方式能够以极薄的厚度在两根带材之间放置引出,能够在不影响无绝缘线圈匝间接触性能的前提下,在线圈内部对电压进行测量。
1.一种无绝缘线圈的电压引线布置方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种无绝缘线圈的电压引线布置方法,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的一种无绝缘线圈的电压引线布置方法,其特征在于,
4.根据权利要求3所述的一种无绝缘线圈的电压引线布置方法,其特征在于,
5.根据权利要求4所述的一种无绝缘线圈的电压引线布置方法,其特征在于,
6.根据权利要求1所述的一种无绝缘线圈的电压引线布置方法,其特征在于,
7.一种利用权利要求1-6任一项所述方法获得的带有电压引线的无绝缘线圈,其特征在于,包括由超导带材绕制而成的无绝缘线圈,无绝缘线圈的超导带材之间设置有箔片式电压传感器。